Анализаторы свалочных газов и анализаторы биогаза

Анализаторы свалочных газов и анализаторы биогаза

Аналитическая отраслевая терминология часто разделяет применение биогаза и использование на свалках на две разные категории, хотя сам газ схож. На свалках имеются разнообразные потоки поступления отходов, которые, по-видимому, оказывают усредненное влияние на состав газа от участка к участку.

Газ может быть весьма агрессивным и едким. Но с точки зрения газоанализатора, применение на свалках, как правило, достаточно предсказуемо и последовательно, чтобы можно было указать стандартное аналитическое оборудование.

В биогазовых установках может использоваться газ, который производится из однородного сырья с использованием установок определенной конструкции. Например, завод по производству пальмового масла, скорее всего, будет иметь только сельскохозяйственные отходы, полученные с плантации пальмового масла. Это означает, что добываемый газ может быть более охарактеризован. Поэтому разумно получить анализ состава и условий газа, прежде чем выбирать постоянное аналитическое оборудование. Применение биогаза также часто требует наличия нескольких точек отбора проб или других требований, которые необходимо учитывать.

Добыча газа

Биогаз образуется в результате метаболической активности микроорганизмов над органическими веществами. Свалочный газ — это тип биогаза, который образуется в результате разложения органических отходов на свалке. Производство биогаза не ограничивается только свалками. Любые органические отходы могут разлагаться при отсутствии кислорода с образованием биогаза. Сельскохозяйственные отходы и сточные воды очистных сооружений часто используются в качестве источников биогаза.

Этот процесс, называемый анаэробным сбраживанием, производит в основном метан и углекислый газ. Также производятся некоторые другие газы, такие как азот, кислород, сероводород и другие. Анаэробное сбраживание — это многоэтапный процесс, состоящий из различных микробов и химических реакций.

Cвалочный газ

Бактериальный гидролиз запускает процесс производства биогаза путем расщепления нерастворимых компонентов, таких как углеводы и жиры, с образованием сахаров и аминокислот. Затем ацидогенные бактерии потребляют сахара и кислоты для производства углекислоты, углекислого газа, аммиака и других побочных продуктов метаболизма. Затем ацетогенез производит углекислый газ уксусной кислоты и некоторое количество водорода. Метаногенные бактерии, в свою очередь, производят метан и еще больше углекислого газа. В зависимости от условий и исходных материалов образуются различные другие побочные продукты.

Производство и накопление метана в этом процессе представляет некоторые проблемы и возможности. Метан обладает значительным потенциалом глобального потепления из-за его способности удерживать тепло в атмосфере, его стойкости в атмосфере и большого количества его, производимого в результате деятельности человека. По этой причине многие страны требуют, чтобы уровень метана контролировался на всех свалках или биогазовых площадках. Метан можно сжигать на факеле или использовать для производства энергии.

Газоанализаторы переносные от немецкого производителя DRAGER здесь покупают всегда.
Плюсы фирменных изделий:
1. Удобство эксплуатации
2. Компактные размеры
3. Высокая точность измерений

Анализаторы свалочных газов и анализаторы биогаза

Система сбора свалочного газа

Метан также может представлять угрозу безопасности на свалках, если ему разрешено накапливаться на участках полигона на уровнях, превышающих нижний предел взрывоопасности. Давление метана также может повышаться на свалке под навесом. Даже если взрыва не произойдет, подземные пожары на свалках могут постепенно разгораться с течением времени и в конечном итоге перерасти в разрушительный взрыв. Если слой под свалкой будет поврежден, метан также может вступить в контакт с грунтовыми водами, что приведет к загрязнению грунтовых вод.

Метан также представляет собой энергетическую возможность. Поскольку производство метана на свалке может продолжаться от 20 до 40 лет, его можно использовать в качестве источника энергии для питания стационарных двигателей внутреннего сгорания, которые, в свою очередь, могут генерировать электроэнергию. Биогазовые реакторы будут надежно производить полезный метан, пока они находятся в эксплуатации. В некоторых странах объект также может иметь право на финансовое вознаграждение за предотвращение выбросов метана в окружающую среду.

Измерение свалочного газа и биогаза

Если добытый газ сжигается для получения электроэнергии или углеродных квот, важно заранее знать, каков конкретный состав газа. Также важно знать эту информацию на постоянной постоянной основе. Вот почему часто требуется система анализатора где-то между выходом линии подачи газа и входом приемного процесса.

Анализатор покажет объемные проценты уровней метана (CH4) и углекислого газа (CO2). Показания кислорода (O2) на анализаторе могут быть полезны для определения наличия утечки поступающего воздуха в систему сбора. Анализатор, оснащенный функцией анализа угарного газа (CO), может быть полезен для обнаружения подземного пожара. На основании этих результатов можно внести коррективы или ремонт для восстановления безопасных условий и оптимизации теплотворной способности производимого газа.

Схема газоанализатора
Отбор газа из питающей трубы обычно осуществляется через стояк и фильтр в сборе. Эта конфигурация обеспечивает горизонтальную поверхность, позволяющую небольшому количеству конденсата стекать обратно в трубу, а не течь к анализатору. Фильтр предназначен для удаления грязи и твердых частиц из пробы. Затем между точкой отбора проб и газоанализатором можно установить постоянную трубку для проб.

Эти типы проб часто содержат большое количество воды. Лучше всего удалять объем воды до того, как она попадет в газоанализатор. В дополнение к стояку на некоторых объектах была полезна установка охладителя или «капельницы» и дренажного устройства непосредственно перед анализатором для дальнейшей осушки пробы газа.

Схема анализатора свалочных газов
Модели анализаторов свалок и биогаза

Соответствующие газоанализаторы Nova включают следующие модели:

Анализаторы свалочных газов непрерывного действия серии 910
Кислород (O2) по электрохимическому датчику
Углекислый газ (CO2) с помощью инфракрасного детектора
Метан (CH4) с помощью инфракрасного детектора
Опционально: угарный газ (CO) с помощью инфракрасного детектора*
Анализаторы биогаза непрерывного действия серии 920
Кислород (O2) по электрохимическому датчику
Углекислый газ (CO2) с помощью инфракрасного детектора
Метан (CH4) с помощью инфракрасного детектора
Опционально: сероводород (H2S) по электрохимическому датчику.
Оборудование Nova часто устанавливается на открытом воздухе и в промышленных условиях. Наши анализаторы непрерывного действия поставляются в стальных защищенных от атмосферных воздействий шкафах. Они способны работать при температуре от -22 F до более 100 F с соответствующими опциями погодного пакета. Рекомендуется устанавливать аналитическое оборудование внутри небольшого укрытия, чтобы предотвратить колебания температуры, вызванные воздействием солнца и ветра. Также важно установить защиту от замерзания на всех линиях отбора проб, вентиляции и дренажа.

В некоторых местах требуется определенная защита опасной зоны для анализатора в зависимости от места установки. Для удовлетворения некоторых из этих требований на шкафу могут быть установлены комплекты для опасных зон. Даже если анализатор установлен за пределами взрывоопасной зоны, некоторые предприятия решили приобрести опционально доступный встроенный в шкаф течеискатель, который может обесточить анализатор в случае тревоги.

Применение биогаза

На некоторых биогазовых установках имеется более одного анаэробного варочного котла. Одним из вариантов экономичного анализа нескольких точек отбора проб является приобретение секвенатора, который может распределять время одного анализатора по нескольким точкам.

Nova Model 402

Автосеквенатор Nova Model 402

Автосеквенсор также можно использовать для обновления набора датчиков после цикла всех точек отбора проб. Если измеряемый газ агрессивен, последняя точка отбора проб, состоящая из чистого свежего воздуха, может иметь значение для продувки и очистки датчиков. Другое применение этого подхода может быть там, где имеется несколько точек отбора проб с сильно различающимися показаниями. Между точками можно провести краткую продувку свежим воздухом.

Биогаз
Двигатели

Добытый газ может использоваться в стационарном двигателе для производства электроэнергии. Как показано на схеме выше, перед двигателем потребуется система восстановления. Загрязняющие газы в биогазе будут вызывать коррозию двигателя, если их не остановить. Для оценки эффективности скруббера можно использовать секвенатор путем отбора проб качества входных и выходных газов.

Выхлопные газы двигателя также могут потребоваться для диагностики или составления отчетов о выбросах. Газовые продукты сгорания двигателя сильно отличаются от биогаза. Следовательно, газоанализатор, используемый для анализа биогаза, не может использоваться для анализа выхлопных газов двигателя. Анализируемые газы и диапазоны будут разными.